Что такое втулка и где она применяется
Втулка, называемая также подшипником скольжения в виде гильзы, это цилиндр, запрессованный в корпус, который поддерживает вращающийся или качающийся вал поверхностью скольжения. В ней нет шариков или роликов, поэтому она тонкая, компактная, тихая и устойчива к ударам, грязи и медленным движениям. Втулки подходят для шарниров, тяг, осей, сельскохозяйственной и строительной техники, насосов, малых электродвигателей, бытовой техники и тихоходных зубчатых передач, где подшипник качения оказался бы слишком громоздким или дорогим. Для очень высоких скоростей при тяжёлой нагрузке без хорошей смазки они не подходят: там лучше подшипники качения или гидродинамические подшипники.
В мире подшипников втулка относится к тому же семейству, что подшипник скольжения, сферический подшипник скольжения и упорная шайба. Бюро поставляет втулки от специализированных производителей из нескольких китайских провинций, подобранные по нагрузке, скорости и способу смазывания.
Сравнение семейств материалов
| Материал | Как работает | Сильные стороны | На что обратить внимание |
|---|---|---|---|
| Цельная бронза | Литое или механически обработанное отверстие из сплава, часто со смазочными канавками | Высокая нагрузка, стойкость к ударам, ремонтопригодность | Нужно регулярное смазывание |
| Спечённая (с масляной пропиткой) | Пористый металл удерживает масло, которое выступает при работе | Не требует обслуживания, низкая цена, тихая работа | Ограниченная нагрузка; масло может закончиться |
| Биметалл из свёрнутой ленты | Стальная основа со скользящим слоем из бронзы, часто со смазочными карманами | Прочная основа, экономичность, стабильная посадка | Тонкий слой ограничивает ресурс износа |
| Композит с PTFE | Стальная основа, пористый бронзовый слой, антифрикционный слой на основе PTFE | Работа всухую, низкое трение, без смазки | Проверьте нагрузку и твёрдость вала |
| Полимер | Литьё из конструкционного пластика, часто с наполнением стекловолокном или углеродом | Лёгкость, коррозионная стойкость, тихая работа | Ограничения по температуре и нагрузке; разбухание |
Точные пределы нагрузки, скорости и температуры берутся из технического паспорта поставщика для каждого материала; на этом сайте универсальные значения не публикуются.
Формы: гильза, с буртиком и упорная
- Гильза (цилиндрическая). Стандартная форма для радиальной нагрузки. Определяется внутренним диаметром, наружным диаметром и длиной. Наружная поверхность запрессовывается в расточенный корпус.
- С буртиком. Гильза с воротником на одном конце. Буртик воспринимает небольшую осевую нагрузку и фиксирует втулку в корпусе, поэтому часто заменяет гильзу с отдельной шайбой.
- Упорная. Плоское кольцо, с лапками и канавками или без них, для осевой нагрузки против буртика. Работает как плоская упорная шайба из материала втулки.
К специальным формам относятся разрезные втулки для сборки там, где вал нельзя продеть, гильзы с пазами и втулки со сферическим наружным диаметром. Нестандартные формы оцениваются по чертежу.
Посадки и рабочий зазор
Втулка воспринимает нагрузку, только если она надёжно закреплена в корпусе, а вал вращается в ней с контролируемым зазором. Здесь задействованы две посадки.
- Наружная посадка. Втулка запрессовывается в корпус с натягом, чтобы она не проворачивалась и не смещалась. Отверстия корпусов под запрессованные гильзы обычно задаются с допуском H7.
- Отверстие после запрессовки. При запрессовке отверстие немного сжимается, и именно итоговый внутренний диаметр определяет рабочий зазор. В техническом паспорте поставщика указано отверстие до и после установки; проверьте, какое из них указано на чертеже.
- Рабочий зазор. Вал вращается в отверстии с небольшим зазором, достаточным для масляной или скользящей плёнки и теплового расширения, но не настолько большим, чтобы вал стучал. Для более горячих и загрязнённых условий нужен больший зазор, чем для чистых и точных.
- Чистота и твёрдость вала. Вал должен быть твёрже втулки и иметь чистую поверхность; шероховатый вал быстро изнашивает втулку, особенно с покрытиями PTFE и полимерными.
Та же идея зазора действует и в подшипниках качения, как объяснено в разделе допуски и зазоры, но втулки скольжения менее терпимы к перекосу, поэтому вал и отверстие нужно держать на одной оси. Если это трудно, лучше выбрать самоустанавливающийся тип, например сферический подшипник скольжения.
Выбор и заказ
Выбирайте прежде всего по способу смазывания. Если вал можно смазывать, надёжны цельная бронза или биметалл. Если смазывание невозможно или нерегулярно, используйте спечённую, композитную с PTFE или полимерную втулку. Затем проверьте нагрузку, скорость, температуру и воздействие воды и химикатов, так как композиты и полимеры в этом сильно различаются. Отправьте размеры, материал, способ смазывания и описание условий эксплуатации через форму запроса.
Перед отгрузкой бюро проверяет размеры и толщину стенки, соосность, материал, адгезию слоя на композитах, чистоту поверхности и упаковку от коррозии и загрязнения. Типовые ориентиры: складские размеры считаются от сотен штук, нестандартные делаются по чертежу, образцы со склада за 3-7 рабочих дней. Всё подтверждается письменно для каждой программы.